Question

5．在高光強(qiáng)環(huán)境下，將某突變型植株與野生型植株分別施以低氮肥和高氮肥，一段時間后，測定其葉綠素和Rubisco酶（該酶催化CO₂和RuBP反應(yīng)）的含量，結(jié)果見圖1；圖2表示葉綠體中的色素、蛋白質(zhì)等在某種膜上的分布及部分反應(yīng)的示意圖．請回答：

（1）圖1的實(shí)驗(yàn)表明：突變型的葉綠素a含量比野生型低，采用層析法分離突變型植株葉片色素時應(yīng)注意濾紙條上的濾液細(xì)線要高于層析液的液面，變淺的色素帶位于濾紙條從上到下的第三條；高氮肥下，突變型植株的光合速率大于（填等于、大于、小于）野生型植株，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量．
（2）圖2結(jié)構(gòu)中的膜是類囊體（光合）膜，其上含有色素和催化光反應(yīng)的酶．光反應(yīng)中，色素吸收的光能轉(zhuǎn)換為ATP等物質(zhì)中的化學(xué)能．
（3）光反應(yīng)的產(chǎn)物除圖2中所示的物質(zhì)外，還有電子和NADPH．ATP為碳反應(yīng)提供了能量和磷酸基團(tuán)．

Answer 1

分析 1．葉綠體色素提取的原理：葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑，故可以在葉片被磨碎以后用無水乙醇提取葉綠體中的色素．
2．圖1中，施肥后兩種水稻的Rubisco酶都提高，但突變體的Rubisco酶含量提高較多．
3．分析圖2：該生物膜上的物質(zhì)能夠吸收光能，并且能夠?qū)⒐饽馨l(fā)生轉(zhuǎn)化，同時能夠發(fā)生水的光解和ATP的合成兩個反應(yīng)，說明該生物膜表示類囊體薄膜，其上進(jìn)行的反應(yīng)是光合作用的光反應(yīng)階段．
據(jù)此分析作答

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)表明，低氮肥和高氮肥處理的突變型的葉綠素a 含量比野生型低．采用層析法分離突變型植株葉片色素時，應(yīng)注意濾紙條上的濾液細(xì)線不要沒入層析液，即要高于層析液．色素帶由上到下的色素為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，變淺的色素帶是葉綠素a，位于濾紙條從上到下的第三條．在光合作用的暗反應(yīng)階段，二氧化碳首先與五碳化合物結(jié)合而被固定為三碳化合物，在[H]、ATP和Rubisco 酶的作用下被還原．據(jù)圖1中的右圖分析，高氮肥下，突變體的Rubisco酶含量高，故高氮肥下，突變型植株的光合速率大于野生型植株光合速率，限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量．
（2）由以上分析可知，該生物膜表示類囊體薄膜，其上進(jìn)行的反應(yīng)是光合作用的光反應(yīng)階段，膜上含有進(jìn)行光反應(yīng)的色素和催化光反應(yīng)的酶．光反應(yīng)中，色素吸收的光能轉(zhuǎn)換為ATP等物質(zhì)中活躍的化學(xué)能．
（3）光反應(yīng)的產(chǎn)物除圖中所示的物質(zhì)外，水光解過程中還產(chǎn)生電子和NADPH．ATP水解掉遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵后，釋放能量并產(chǎn)生ADP和磷酸，故ATP能為暗反應(yīng)提供了能量和磷酸基團(tuán)．
故答案為：
（1）葉綠素a     層析液    三     大于       Rubisco酶的含量
（2）類囊體（光合）   酶    化學(xué)能
（3）NADPH      磷酸基團(tuán)

點(diǎn)評 本題考查了光合作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化，結(jié)合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查，要求考生能夠根據(jù)不同生物膜上的物質(zhì)變化和能量變化確定該生物膜的類型，掌握色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)原理，以及實(shí)驗(yàn)的相關(guān)注意事項(xiàng)．